Проектирование внутрихозяйственной коллекторно – дренажной сети крестьянского хозяйство “Солнышко”

В курсовой работе при строительстве регулирующей сети устареваем дренаж из асбестоцементных труб.

 

2.7.2 Проектирование проводящей  коллекторно-дренажной сети 

При проектировании коллекторно-дренажной сети  необходимо учесть: режим орошения, технику полива, рельеф и т.д. Постоянная коллекторно-дренажная сеть включает дрены и коллекторы различных порядков.

Коллекторы являются проводящей частью коллекторно-дренажной сети, принимают  воду из дрен и отводят ее за пределы  мелиоративной территории. Их проектируют  открытыми или закрытыми, но внутрихозяйственные  коллекторы должны быть, как правило, закрытыми.  

При строительстве проводящей сети, на участке от ПК 26 до ПК 0+00  применяем  железобетонные безнапорные  трубы. В мелиоративном строительстве  поменяют в основном раструбные железобетонные трубы диаметрами от 400-1600 мм. Дрены соединяются с закрытыми коллекторами внахлестку, редко впритык, или используют специальные фасонные части. Место подсоединений обкладывают фильтрующим материалом, обычно стекловатой.

 

2.8 Определение расчетных расходов

 

Расходы дрен и коллекторов изменяются от максимальных при промывках до минимальных  в конце вегетационного периода.

 

2.8.1 Определение расчетных расходов  дрен 

 

За  расчетный принимается расход, равны:

,                                                                                                          (2.44)

где g_d – среднегодовое значения модуля дренажного стока, л/с га;

 A_d – площадь, обслуживаемая дреной, га.

Определяется как:

                                                                                                                     (2.45)

 

где:  B_br – площадь брутто одного поля, принимаем равным 54 га (из пункта 1.7);

N_d – количество дрен на поле, принимаем равным 3(по рис. 2.2).

Тогда

Среднее значение модуля дренажного стока определяется по формуле:

(л/с га),                                                                                                   (2.46)

где t- количество дней в году, t = 365сут.;

W_o – среднегодовое инфильтрационное   питание, м³/га, определяется из уравнения водного баланса. Принимается равным 6079,1 м³/га (из пункта 2.2).

Подставляя в формулу 5.3 заданные величины, получим:

Зная, что площадь обслуживаемая одной дреной равна 18 га, а среднегодовое значение модуля дренажного стока равно 0,19 л/с га, по формуле 2.44 получим:

  Проверка дрены производится  на пропуск максимального расхода:

            (л/с),                                                                                                   (2.47)

где q_max – модуль дренажного стока при промывках, определяемый по формуле:

  (л/с га),                                                                                              (2.48)

где W_n – из уравнения водного баланса для периода промывки:

  ,                                                                                      (2.49)

где P_n – атмосферные осадки в период промывок, мм;

V_er – объем промывной воды, равный промывной норме  J_n ,=8800 м³/га;

V_e – потери воды из оросительной сети на фильтрацию, в м³/га:

             ,                                                                                                      (2.50)

E_n – испарение с поверхности почвы, принимаемая как испарение с поверхности воды за период промывок, м³/га.;

T_w - продолжительность промывного периода, равная 124 суток (из пункта 2.3.3).

Так как промывки проводим с 5 октября  по 8 декабря и 7 февраля по 10 апреля, то атмосферные осадки и испаряемость за эти периоды составят:

 

 

 

Зная, что объем промывной воды равен 8800 м³/га, а КПД системы 0,91, по формуле 2.50 найдем:

.

 Тогда по формуле 2.49 найдем, что: 

Затем по формуле 2.48 вычислим модуль дренажного стока при промывках:

Таким образом, максимальный расход дрены  составит:

2.8.2 Определение расчетного расхода коллектора

 

Расчетный расход коллектора изменяется по участкам с учетом расхода впадающей  дрены. Расчетный расход коллектора на участке равен сумме расходов воды дрен, впадающих в коллектор  выше этого участка, то есть:

                                                                                                                    (2.51)

Или находится по  следующей формуле:

                                                                                                                       _(2.52)

_{где n – количество дрен на поле}

Следовательно:

                                 Q^max  = 15∙ 3= 45 л/с

 

Для удобства расчета, определение расчетных  расходов коллектора  сводим в таблицу 2.3.

 

 

 

Таблица 2.3 - Расходные характеристики коллектора младшего порядка 1-1.8Др

 

Участки	уклон	Qmax л/с
1-2		15
2-3	0,004	30
3-4		45

 

 

2.9 Гидравлический расчет коллекторно-дренажной  сети

 

Гидравлический расчет коллекторно-дренажной  сети заключается в определении  диметра дренажных труб и скорости движения воды в них. Закрытые коллекторы дренажных систем рассчитывают при  безнапорном движении воды в них. Дренажные трубы должны обеспечивать пропуск как нормальных, так и  максимальных расходов воды. Поэтому  диаметры их подбирают из расчета  пропуска максимального расхода  с максимальным использованием сечения  труб. Для выбранного диаметра проводят проверочный гидравлический расчет на пропуск нормального расхода, скорости течения и наполнения трубы.  Скорость движения воды в трубчатых  дренах должна быть в пределах 0,15-1,2  м/с. Минимальную скорость проверяют на пропуск нормального расхода, а максимальную – на максимальный расчетный расход /1/.

 

2.9.1 Гидравлический расчёт дрен  и коллекторов 

Для построения продольного профиля  дрены необходимо определить диаметр  труб, относительное заполнение и  скорости. При известном значении максимального расхода дрены, уклоне и материале труб (учитываю коэффициент шероховатости) можно определить диаметр трубы, используя номограмму (стр. 15 /2/). Затем для выбранного диаметра трубы определяем относительное заполнение и скорость течения при расчётном расходе и заданном уклоне. Если скорость при расчётном расходе получается меньше допустимой (0,15-0,20 м/с), то производится новый подбор диаметра трубы с учётом возможного увеличения уклона дрены /2/.

Гидравлический расчет закрытого  коллектора выполняется так же как  гидравлический расчет дрены. Он собирает и отводит воду из дрен. Его поперечное сечение принимается переменным в соответствии с поступающим  в него расходом. Диаметр труб, относительное заполнение и скорость движения воды в трубах, подобранны по монограмме, для асбестоцементных труб (стр.15) /2/. Расчеты сведены в таблицу 2.4. 

 

Таблица 2.4 – Гидравлический расчет коллектора 1-1.8Др

	Участки		Уклон	Расход воды
№				максимальный
	от ПК	до ПК		Q,м3/с	n	D, мм	V, м/с
1	13+00	8+00	0,001	0,015	0,013	200	0,7
2	8+00	3+00		0,03		250	1
3	3+00	ПК0		0,045		300	1,1

                                                    

После выполнения гидравлического  расчета, строятся продольные и поперечные профили дрен и коллектора (рис 2.2 и 2.3). Продольный профиль стоится  для первой и последней дрены. Строительство дренажа осуществляется полумеханизированным способом (способ “полки”) при высоком залегании  грунтовых вод. Сопряжение дрен с  коллектором необходимо осуществлять следующим образом, сопрягают закрытую дрену с закрытым коллектором  - при помощи смотровых колодцев так, чтобы низ трубы дрены был выше дна трубы коллектора не менее чем на 0,8D (стр 20-21 /2/);

где D – внутренний диаметр коллектора

Таким образом, отметка дна котлована равна:

                                                                                          (2.53)

Зная, отметку дна котлована в устье дрены 1-1.8Др3  и диаметр коллектора на данном участке D=200 мм, найдем, что отметка дна дренажной трубы коллектора в истоке равна: .

 

2.9.2 Гидравлический расчет внутрихозяйственного коллектора 1-1Др

 

Гидравлический расчет коллектора старшего порядка выполняется по формулам равномерного движения воды в трубах, предполагая, что при пропуске расчетного расхода дрены работают полным сечением /2/.

 

Расчет ведут по следующим формулам:

  ,                                                                                           (2.54)

где Q_max – максимальный расход коллектора на участке;

n–коэффициент шероховатости, для железобетонных труб равен –0,015 /2/;

i-уклон участка, принимаем равным 0,005

                                                                                                  (2.55)

 

Таким образом, подставляя данные величины в формулу 2.54 получим что:

Полученный диаметр округляем  до стандартного значения. Тогда диаметр  дренажных труб принимаем равным 400 мм.

С учетом принятого диаметра, по формуле  2.55 найдем скорость движения воды в трубах:

Зная расход и скорость движения воды, найдем площадь живого сечения  трубы:

                                                                                                                          (2.56)

Гидравлические расчёты для  остальных участков коллектора 1-1 Др занесены в таблицу 2.5

Таблица 2.5– Гидравлический расчет коллектора 1-1Др

	Участки		Уклон	Расход воды
№				максимальный
	от ПК	до ПК		Q,м3/с	n	D, мм	V, м/с	W
1	26+00	22+00	0,005	0,045	0,015	400	0,16	0,28125
2	22+00	18+00		0,09		500	0,2	0,45
3	18+00	14+00		0,135		600	0,24	0,5625
4	14+00	10+00		0,18		600	0,24	0,75
5	10+00	7+00		0,225		700	0,28	0,803571
6	7+00	3+00		0,27		700	0,28	0,964286
7	3+00	ПК0		0,315		800	0,32	0,984375